CN109665307B - 作业系统、对物品的作业实施方法以及机器人 - Google Patents

作业系统、对物品的作业实施方法以及机器人 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种作业系统(1)、对物品的作业实施方法以及机器人，其能够容易地应对因生产时期而导致的生产数量的增减，该作业系统(1)具备：搬运物品(O)的搬运装置(2)；能够移动的移动支架(13)；作业部(3)，其固定在移动支架上并对由搬运装置搬运的物品(O)进行作业；视觉传感器(4)，其固定在移动支架上并依次获取由搬运装置搬运的物品(O)或形成在搬运装置上的标记(MK)的视觉信息；检测部，其对由视觉传感器获取的视觉信息进行处理并依次至少检测出物品(O)或标记(MK)的位置；计算部，其基于由检测部依次检测出的物品或标记的位置，计算搬运装置的搬运速度；以及驱动控制部，其使用搬运速度使作业部驱动。

Description

作业系统、对物品的作业实施方法以及机器人
技术领域
本发明涉及作业系统、对物品的作业实施方法以及机器人。
背景技术
已知有一种针对在搬运装置上搬运的物品进行各种作业的机器人。作为这种机器人，例如有一种如下的机器人：其被搭载在能够移动的移动支架上，并由安装在机器人臂的前端的手上的照相机来识别物品，并且对物品进行作业(例如专利文献1、2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-121461号公报
专利文献2：日本特开2016-32843号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在使用搬运装置的生产线中，根据供求关系，在生产线中生产的物品的数量有时会因时期而发生增减。若考虑所生产的物品多的时期而在生产线中配置固定的机器人，则在所生产的物品少的时期，所配置的机器人可能会变成过剩设备。因此，优选根据生产时期，相应增减配置在生产线中的机器人的数量。
在使用专利文献1所公开的机器人的生产线中，为了使该机器人对在搬运装置上搬运的物品进行作业，需要用于测量搬运装置的搬运速度的脉冲编码器等设备。在生产线中，脉冲编码器等设备也可能会变成过剩设备。另外，在使用脉冲编码器的情况下，需要使脉冲编码器与机器人进行同步作业，这也可能导致机器人的设置作业所需要的时间变长。
本发明是鉴于上述情况而做出的，目的在于提供一种机器人系统、对物品的作业实施方法以及机器人，其能够容易地应对因生产时期而导致的生产数量的增减。
用于解决问题的方案
为了达到上述目的，本发明提供以下的方案。
本发明的一个方案提供一种作业系统，所述作业系统具备：搬运物品的搬运装置；能够移动的移动支架；作业部，其固定在该移动支架上，并且对由所述搬运装置搬运的所述物品进行作业；视觉传感器，其固定在所述移动支架上，并且依次获取由所述搬运装置搬运的所述物品的视觉信息或者形成在所述搬运装置上的标记的视觉信息；检测部，其对由该视觉传感器获取的所述视觉信息进行处理，并且依次至少检测出所述物品的位置或者所述标记的位置；计算部，其基于由该检测部依次检测出的所述物品的位置或者所述标记的位置，计算所述搬运装置的搬运速度；以及驱动控制部，其使用所述搬运速度使所述作业部驱动。
根据本方案，照相机等的视觉传感器依次获取由搬运装置搬运的物品的视觉信息或者形成在搬运装置上的标记的视觉信息。计算部基于依次获取的包含在视觉信息中的多个物品或标记的至少位置的变化，计算搬运装置的搬运速度。驱动控制部使用搬运速度，确定由搬运装置搬运的物品的位置，并且使作业部对确定的物品进行作业。
即，根据本方案，通过使移动支架移动，从而在包括搬运装置的生产线中配置必要数量的机器人。将视觉传感器和作业部固定在移动支架上，即使移动移动支架，视觉传感器相对于作业部的位置也不会改变。因此，通过使用计算出的搬运装置的搬运速度，从而不需要脉冲编码器等过剩设备，由作业部对在搬运装置上搬运的物品进行作业。
在上述方案中，在规定的期间在由所述视觉传感器获取的多个所述视觉信息内未检测出所述物品或者所述标记时，所述驱动控制部可以使用在所述规定的期间之前由所述计算部计算出的所述搬运速度，使所述作业部驱动。
通过如此，即使产生由视觉传感器未检测出物品或标记的时间，也能够由作业部对由搬运装置搬运到视觉传感器的视场角的下游侧的物品继续进行作业。
在上述方案中，所述计算部可以基于计算出的所述搬运速度，计算在所述搬运装置上搬运的所述物品的移动量，所述驱动控制部使用由所述检测部检测出的所述物品的位置、以及由所述计算部计算出的所述物品的所述移动量和所述搬运速度，使所述作业部驱动，以使所述作业部在追随由所述搬运装置搬运的所述物品的同时对该物品进行作业。
通过如此，由于由搬运装置搬运的物品与作业部接触时的碰撞变小，因此避免或者抑制了作业时对物品的损伤等。
在上述方案中，所述作业系统可以具备通知部，在规定的期间在由所述视觉传感器获取的多个所述视觉信息内未检测出所述物品或者所述标记时，所述通知部通知所述搬运装置上的所述物品的搬运已停止或者所述搬运装置已停止。
在从视觉信息中未检测出物品或者标记的情况下，可以认为是搬运装置的搬运速度为零或者未搬运作业对象的物品的情况。在该情况下，通过由通知部进行通知，从而能够防止事故或抑制无用的作业。
在上述方案中，在由所述通知部进行了通知时，所述驱动控制部可以中止所述作业部对所述物品进行的作业。
通过如此，能够防止事故或抑制无用的作业。
在上述方案中，所述计算部可以计算出多个所述物品的速度的平均值或者多个所述标记的速度的平均值，以作为所述搬运速度。
使用照相机等的拍摄图像作为视觉传感器的视觉信息，例如，即使在比视场角中心靠周围的部分的镜头的像差的影响大的情况下，也通过使用在照相机中拍摄的多个物品的速度的平均值或者多个标记的速度的平均值作为搬运装置的搬运速度，计算出精度更高的搬运装置的搬运速度。
另外，本发明的另一方案提供一种作业系统，所述作业系统具备：搬运物品的搬运装置；能够移动的移动支架；作业部，其固定在该所述移动支架上，并且对由所述搬运装置搬运的所述物品进行作业；视觉传感器，其依次获取由所述搬运装置搬运的所述物品的视觉信息，并且以其视场角包含所述作业部的作业范围的方式固定在所述移动支架上；检测部，其对由该视觉传感器获取的所述视觉信息进行处理，并且依次至少检测出在所述视场角内的所述物品的位置；以及驱动控制部，其至少使用由该检测部依次检测出的所述物品的位置，使所述作业部驱动。
根据本方案，照相机等的视觉传感器依次获取由搬运装置搬运的物品的视觉信息。检测部对由视觉传感器获取的视觉信息进行处理，并且依次至少检测出在视觉传感器的视场角内的物品的位置。驱动控制部使用由检测部依次检测出的物品的位置，使作业部对物品进行作业。
即，根据本方案，通过使移动支架移动，从而在包括搬运装置的生产线中配置必要数量的机器人。将视觉传感器和作业部固定在移动支架上，即使移动移动支架，视觉传感器相对于作业部的位置也不会改变。因此，能够使用由检测部依次检测出的物品的位置，由作业部对在搬运装置上搬运的物品进行作业。
另外，本发明的另一方案提供一种对物品的作业实施方法，包括：配置步骤，将固定有作业部和视觉传感器的移动支架配置在搬运物品的搬运装置的近旁；视觉信息获取步骤，利用固定在所述移动支架上的视觉传感器，依次获取由所述搬运装置搬运的所述物品的视觉信息、或者形成在所述搬运装置上的标记的视觉信息；检测步骤，对由所述视觉传感器获取的所述视觉信息进行处理，并且依次至少检测出所述物品的位置或者所述标记位置；计算步骤，基于依次检测出的所述物品的位置或者所述标记的位置，计算所述搬运装置的搬运速度；以及作业步骤，使用所述搬运速度，利用固定在该移动支架上的作业部，对由所述搬运装置搬运的所述物品进行作业。
此外，本发明的另一方案提供一种机器人，具备：能够移动的移动支架；视觉传感器，其固定在该移动支架上，并且依次获取由搬运装置搬运的物品的视觉信息或者形成在所述搬运装置上的标记的视觉信息；检测部，其对由该视觉传感器获取的所述视觉信息进行处理，并且依次至少检测出所述物品的位置或者所述标记的位置；计算部，其基于由该检测部依次检测出的所述物品的位置或者所述标记的位置，计算所述搬运装置的搬运速度；以及驱动控制部，其使用所述搬运速度使作业部驱动。
发明效果
根据本发明，能够容易地应对因生产时期而导致的生产数量的增减。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式所涉及的机器人系统的整体结构图。
图2是表示图1的机器人系统所具备的控制部的框图。
图3是表示由图1的机器人系统的照相机获取的图像的时间变化和搬运速度的图。
图4是对物品O的作业实施方法的流程图。
图5是表示第二实施方式所涉及的机器人系统的整体结构图。
图6是表示第三实施方式所涉及的机器人系统的整体结构图。
图7是表示在图1的机器人系统中的同一视野内拍摄有多个物品的情况的与图3相同的图。
附图标记说明
1、1a、1b：机器人系统(作业系统)
2：输送机(搬运装置)
3：机器人(作业部)
4、4a、4b、4c：照相机(视觉传感器)
8：图像处理部(检测部)
9：速度计算部(计算部)
10：驱动控制部
12：通知部
13：移动支架
a1、a2、a3、O：物品
MK：标记
V：搬运速度
S11：配置步骤
S12：视觉信息获取步骤
S13：检测步骤
S14：计算步骤
S15：作业步骤
具体实施方式
下面参照附图，对本发明的第一实施方式所涉及的机器人系统(作业系统)1进行说明。
图1中示出了本实施方式所涉及的包括生产物品O的生产线的机器人系统1。机器人系统1具备：搬运物品O的输送机(搬运装置)2；设置在输送机2近旁的能够移动的移动支架13；照相机(视觉传感器)4，其固定在移动支架13的上部，并且对由输送机2搬运的物品O进行拍摄；机器人(作业部)3，其固定在移动支架13的上部，并且对由输送机2搬运的物品O进行各种作业；以及控制部5，其控制机器人3，并对由照相机4获取的图像进行处理等。另外，在图1中，除了机器人系统1之外，还示出了对物品O进行作业的作业人员WK。
输送机2例如是带式输送机，包括用于搭载物品O且沿一个方向搬运物品O的带6。带6由电机(省略图示)驱动。在带6的表面上，隔开规定间隔地形成有多个标记MK。此外，以下为了简化，将带6上也称为输送机2上，将带6的搬运速度也称为输送机2的搬运速度。
如图1所示，当将移动支架13配置并固定在输送机2的近旁时，照相机4在输送机2上的一部分区域具有固定的视野。照相机4依次获取由输送机2搬运过来的物品O和标记MK的二维图像以作为视觉信息。在本实施方式中，照相机4是以在同一物品O和标记MK经过照相机4的拍摄视野期间拍摄两次以上的帧率进行拍摄的。
此外，上述固定有如下方法等：由限制移动支架13的车轮旋转的车轮锁定机构来限制移动支架13的一部分或者全部车轮旋转的方法；通过使移动支架13的车轮相对于移动支架13的主体向上方移动而使主体接地，从而固定移动支架13相对于设置面不移动的方法；采用具有从主体的两个侧面向水平方向突出的多个臂以及从该多个臂分别向下方延伸的多个腿部件的外伸叉架结构，使用该外伸叉架结构来固定移动支架13的方法等。还可以使用其他的方法进行固定。
将机器人3在移动支架13上设置在比照相机4更靠输送机2的搬运方向的下游侧。因此，机器人3对由照相机4拍摄后的物品O进行作业。
在将移动支架13配置并固定在输送机2的近旁之后，使用照相机4和机器人3进行跟踪坐标系的设定。
作为设定跟踪坐标系的一个方法，首先，由固定的移动支架13的照相机4获取在某一搬运位置处的输送机2上的物品O、标记MK、校准器具等(在本实施方式中为校准器具)的图像，并且获取至少一个由输送机2搬运到比所述搬运位置更靠下游侧的校准器具的图像。接着，控制部5对该多个图像进行公知的图像处理，并通过图案匹配等确定出现在该多个图像中的校准器具的移动方向，将与该移动方向对应的水平方向例如设定为跟踪坐标系的X轴，将与X轴正交的水平方向设定为Y轴。还可以根据需要设定Z轴。
作为其他的方法，首先，将校准用工具安装在机器人3的前端，在输送机2上放置上表面具有多个小点的校准用板，所述多个小点以准确排列的方式配置在与该搬运方向正交的方向上。在此，校准用工具的前端位置由控制机器人3的控制部5来识别。
接着，使安装在机器人3前端的校准用工具的前端、与校准用板的上表面的沿输送机2的搬运方向排列的小点中的至少两个点接触，从而在控制部5中设定输送机2的移动方向，即跟踪坐标系的X轴，进而使安装在机器人3前端的校准用工具的前端、与校准用板的上表面的与X轴正交的方向上的至少一个点接触，从而设定Y轴。另外，在控制部5中将与X轴和Y轴正交的方向设定为Z轴，将从接触位置减去已知的校准用板的厚度后的高度作为输送机2的高度设定在控制部5中。此外，在使用上述照相机4的方法的情况下，也能够利用机器人3的接触等来设定高度。
此外，可以通过使校准用工具的前端在输送机2上的某一搬运位置处与校准用板的某一点接触，并且使校准用工具的前端与搬运到所述搬运位置下游侧的校准用板的上述点接触，来设定跟踪坐标系的X轴。另外，通过其他的方法，也可以对跟踪坐标系进行设定。
如上所述，在将机器人3和照相机4固定在移动支架13的上部的同时，已经对机器人3和照相机4进行了校准，并明确了机器人3与照相机4之间的位置关系。因此，通过使用照相机4或机器人3对上述跟踪坐标系进行设定，将以输送机2的流动方向作为X轴的跟踪坐标系定义为在输送机2上与机器人3相关，从而明确了照相机4相对于该跟踪坐标系的位置。即，具有如下优点：不需要复杂的设定作业就能够将照相机4和机器人3设置成用于在输送机2上的作业。在本实施方式中，机器人3的作业范围与照相机4的拍摄范围不同。换言之，机器人3的作业未由照相机4拍摄。
本实施方式的机器人3是具有多个关节轴的垂直多关节型机器人。此外，在图1中，省略了用于驱动多个关节轴的各电机的图示、和用于检测各电机的旋转角度的各编码器的图示。在机器人3的前端上，安装有用于对物品O进行作业的机器人手7。
控制部5由未图示的CPU、ROM、RAM和存储器构成。如图2所示，控制部5具备：对由照相机4获取的图像进行处理并检测物品O的图像处理部8；基于处理后的图像内的物品O计算输送机2的搬运速度的速度计算部(计算部)9；基于由速度计算部9计算出的搬运速度使机器人3驱动的驱动控制部10；测量时间的计时器11；以及基于来自计时器11的输出向外部通知规定的信息的通知部12。在本实施方式中，如图1所示，控制部5内置于在移动支架13中，但在其他的实施方式中，控制部5也可以与移动支架13分开设置。
图像处理部8针对由照相机4获取的图像，通过使用图案匹配等，从图像内检测并识别出由输送机2正在搬运的物品O或形成于输送机2上的标记MK。另外，图像处理部8还用于检测所识别出的物品O或标记MK的姿态。物品O在输送机2上静止，标记MK固定在输送机2上。因此，当输送机2运行时，物品O和标记MK相对于照相机4的位置沿着搬运方向发生变化。
速度计算部9基于由图像处理部8检测出的同一物品O或者同一标记MK相对于机器人3的位置变化，计算输送机2的搬运速度。速度计算部9使用计算出的输送机2的搬运速度，计算由输送机2搬运的物品O的移动量。下面对检测出物品O的情况进行说明。
具体而言，例如如图3所示，当在隔开规定的时间间隔Δt的不同时刻t1、t2、t3在同一视野中获取了三个图像时，图像处理部8识别出各图像中包含于图像内的物品O，并计算识别出的物品O的重心的坐标位置。
然后，速度计算部9识别出在时间轴方向上相邻而获取的图像内的与搬运方向正交的方向的配置于相同坐标近旁的具有重心的物品O是同一物品O，通过将各物品O的重心的搬运方向的坐标值之差除以拍摄的时间间隔Δt，计算出搬运速度。当对于同一物品O多次计算出搬运速度时，将其平均值或者通过最小二乘法等拟合后的值作为搬运速度进行输出。
另一方面，在本实施方式中，控制部5以比规定的时间间隔Δt更长的时间间隔Δts，检测各物品O的位置和姿态，用于控制进行作业时的机器人3。例如在Δt是几ms的情况下，以其几十倍或几百倍的几十ms或几百ms的时间间隔Δts检测位置和姿态。由此，由于能够减少一般在数据处理上费时间的物品O的位置和姿态的检测次数而减少处理负荷，因此能够稳定地进行搬运速度和移动量的计算。
另外，图像处理部8对在图像内是否连一个物品O也检测不到进行判定。图像处理部8在检测不到物品O的情况下，使计时器11开始计时。在由计时器11进行的计时开始之后，图像处理部8在图像内再次检测出物品O的情况下，使重置由计时器11进行的计时。
通知部12在自计时器11的计时开始经过了规定时间的情况下，将会通知外部无法检测出物品O。在该情况下，在本实施方式中，通知部12将会通知以下任一种情况：由输送机2搬运物品O已停止、输送机2的带6已停止、以及暂时获取不到带6的搬运速度V。通知部12使用监视器、灯、蜂鸣器等任意的装置进行上述通知。通知部12将相同的通知作为控制信号发送到驱动控制部10。
驱动控制部10根据预先示教的动作程序，向机器人3发送驱动指令，以控制机器人3的各关节轴的各电机的角度，并使机器人3驱动。驱动控制部10使用由各编码器检测出的各电机的旋转角度，对各电机进行反馈控制。驱动控制部10基于由速度计算部9计算出的搬运速度V，实施追随输送机2上的物品O的追踪。驱动控制部10读入与机器人3要进行的作业相对应的动作程序、和作为作业对象的物品O的模型，并对机器人3的跟踪坐标系等的位置进行设定。驱动控制部10通过控制机器人3和机器人手7的动作，从而使机器人手7对由输送机2搬运的物品O进行各种作业。
在本实施方式中，驱动控制部10在接收到来自通知部12的通知时，进行两种控制。一种控制是，中止机器人3对物品O进行作业的控制。另一种控制是，在由通知部12通知之前，使用由速度计算部9计算出的输送机2的搬运速度V，继续使机器人3进行作业的控制。
驱动控制部10使用由图像处理部8检测出的输送机2上的物品O的位置、以及由速度计算部9计算出的输送机2的搬运速度V和搬运的物品O的移动量，在使机器人手7追随搬运的物品O的同时进行作业。具体而言，驱动控制部10尽可能地缩小搬运的物品O与机器人手7之间的相对速度，而使机器人手7进行作业。由此，能够降低机器人手7与物品O接触时的碰撞，有效地防止物品O的破损。
下面根据图4所示的流程图，对机器人3对由输送机2搬运的物品O进行作业的作业实施方法的一个例子进行说明。
首先，将固定有机器人3和照相机4的移动支架13配置并固定在输送机2的近旁(步骤S11)。驱动控制部10读入与机器人3要进行的作业相对应的动作程序、和作为作业对象的物品O的模型，并对机器人3的跟踪坐标系等的位置进行设定。照相机4以预先设定的帧率，对包括搬运的物品O的输送机2上进行拍摄，并获取作为视觉信息的图像(步骤S12)。图像处理部8从由照相机4获取的多个图像中检测出物品O(步骤S13)。速度计算部9如图3所示，使用检测出的物品O的重心，计算输送机2的搬运速度V(步骤S14)。驱动控制部10使用搬运速度V，计算在输送机2上的物品O的当前的位置和姿态。驱动控制部10基于计算出的物品O的当前的位置和姿态，使机器人3驱动，由机器人3对输送机2上的物品O进行作业(步骤S15)。然后，对由输送机2搬运的物品O的作业实施方法结束。
下面对如此构成的本实施方式所涉及的机器人系统1的作用进行说明。
根据本实施方式所涉及的机器人系统1，当由输送机2将物品O搬运过来时，由照相机4对物品O进行拍摄。由图像处理部8对利用拍摄所获取的图像进行图像处理，从而从图像内检测出物品O。基于物品O的检测结果，计算输送机2的搬运速度V。在使用计算出的搬运速度V的同时，由机器人3对由输送机2搬运的物品O进行作业。
机器人3和照相机4由于固定在移动支架13上，因此能够根据在包括输送机2的生产线中生产的物品O的数量增减而进行移动。因此，与固定在输送机2上的机器人相比，具有不会成为对生产线过剩的设备的优点。并且，在本实施方式的机器人系统1中，基于由相对于机器人3位置固定的照相机4获取的图像，计算输送机2的搬运速度V。由此，具有如下优点：不需要用于计算输送机2的搬运速度V的编码器等，能够进一步抑制在包括输送机2的生产线中的过剩设备。
并且，如图3所示，由速度计算部9基于从在隔开规定的时间间隔Δt的不同时刻t1、t2、t3所获取的图像中计算出的同一物品O的重心的坐标位置d1、d2、d3，计算输送机2的搬运速度V，并输入到驱动控制部10。由于照相机4和机器人3配置成隔开规定的距离，因此如果输送机2正在以恒定的速度移动，则在用该距离除以搬运速度V而得到的时间之后，物品O移动到机器人3的动作范围内。
如上所述，驱动控制部10识别出在物品O存在于图像内的任一时间点(时间间隔Δts)物品O相对于跟踪坐标系TF的位置和姿态，并计算出从该时间点到当前时刻为止的物品O的移动量。然后，通过将以该移动量作为分量的坐标变换矩阵乘以跟踪坐标系TF，从而计算出当前的跟踪坐标系TF'。
TF'＝T·TF
然后，驱动控制部10以计算出的当前的跟踪坐标系TF'为基准，从而能够利用机器人手7追踪由输送机2搬运的物品O，同时握持物品O从输送机2上取下物品O。
在该情况下，当机器人3被驱动为使机器人手7追踪输送机2上的物品O时，由于照相机4对后续的物品O进行拍摄，并由速度计算部9计算新的搬运速度V，因此驱动控制部10能够使用新计算出的搬运速度V来控制机器人3，即使输送机2的搬运速度V发生变化，也能够准确地拿起物品O。
图5是表示第二实施方式所涉及的机器人系统(作业系统)1a的整体结构图。第二实施方式的机器人系统1a与第一实施方式的机器人系统1的不同之处是，具备照相机4a和照相机4b，以代替第一实施方式的机器人系统1中的照相机4。由于机器人系统1a在其他方面具有与第一实施方式的机器人系统1相同的结构，因此在第二实施方式中对照相机4a、4b进行说明，省略对相同结构的说明。
在第二实施方式中，照相机4a、4b进行第一实施方式的照相机4所进行的。具体而言，基于由照相机4a获取的图像，计算输送机2的搬运速度V，并基于由照相机4b获取的图像，计算由输送机2搬运的物品O的位置和姿态。这样，对照相机4a的图像和照相机4b的图像进行的图像处理不同，从而提高了照相机4a、4b的帧率和分辨率的设计自由度。
图6是表示第三实施方式所涉及的机器人系统(作业系统)1b的整体结构图。第三实施方式的机器人系统1b与第一实施方式的机器人系统1的不同之处是，具备对与照相机4的拍摄范围不同的范围进行拍摄的照相机4c，以代替第一实施方式的机器人系统1中的照相机4。由于机器人系统1b在其他方面具有与第一实施方式的机器人系统1相同的结构，因此在第三实施方式中对照相机4c进行说明，省略对相同结构的说明。
第三实施方式的照相机4c的拍摄范围(视场角)包括机器人3的作业范围。基于由照相机4c获取的图像，依次计算出物品O的位置和姿态。
照相机4c可以是二维相机也可以是三维相机。在二维相机的情况下，使用由照相机4c获取的多个图像中的物品O，与第一实施方式同样进行跟踪坐标系的设定以及各物品O的位置和姿态的检测等。此外，也可以以与第一实施方式同样进行输送机2的搬运速度的计算和物品O的移动量的计算的方式构成该机器人系统。
在使用三维相机的情况下，由于能够实时地三维地获取物品O相对于照相机4c的位置和姿态(倾斜)，因此即使物品倾斜，机器人3也能够基于照相机4c的检测结果对物品O进行作业。
这样，由于照相机4c的拍摄范围与机器人3的作业范围重叠，机器人3能够使用检测出的位置和姿态直接拿起物品O，因此，与照相机4c的拍摄范围和机器人3的作业范围不同的情况相比，提高了计算出的物品O的位置和姿态的精度，并且即使在机器人3拿起物品O之前物品的位置稍微发生变化，机器人3也能够拿起物品O。此外，当如图6那样使照相机4c的方向(光轴)相对于水平面(输送机2的上表面)倾斜时，由于照相机4c的视野被机器人3阻挡的情况变少，因此有利于提高物品O的位置、姿态的检测精度。这样，关于机器人3的作业范围与照相机4c的拍摄范围之间的关系，可以有各种变形。
此外，在上述实施方式中，对机器人系统1的一个例子进行了说明，但机器人系统1和配置、固定于生产线中的能够移动的机器人，可以有各种变形。例如，可以不是包括输送机2的机器人系统1，而是如下的机器人系统：其具备：能够移动的移动支架13；机器人3，其固定于移动支架13上，并且对由输送机2搬运的物品O进行作业；以及照相机4，其固定于移动支架13上，并且对物品O进行拍摄。
移动支架13可以是无人搬运车(Automated Guided Vehicle)。在该情况下，移动支架13可以是沿着具有多个输送机2的工厂内的规定的路径移动的光学感应式或电磁感应式等无人搬运车。通过使移动支架13沿着规定的路径移动，从而抑制了变成过剩设备的机器人的配置。
在其他实施方式的机器人系统中，可以将内置有上述实施方式那样的控制部5的多个机器人3配置、固定在一个输送机2上，并设置控制该多个机器人3的单元控制装置。该单元控制装置是多个控制部5的上位控制装置，用于控制固定于多个移动支架13中的每一个移动支架13上的多个机器人3和照相机4。在该情况下，当多个机器人3所具有的照相机4中的一个照相机4获取了由输送机2搬运的物品O或标记MK的图像时，单元控制装置使用所获取的图像，计算输送机2的搬运速度V以及物品O的位置和姿态。单元控制装置可以对处于控制下的多个机器人3共享计算出的输送机2的搬运速度V以及物品O的位置和姿态。
当与作为作业对象的物品O不同的其他物品由输送机2搬运过来时，驱动控制部10可以使机器人3移动到作业范围之外。例如，当图像处理部8从由照相机4获取的图像中检测出其他物品时，驱动控制部10使机器人手7移动到作业范围之外。由此，能够避免机器人3与其他物品的碰撞，从而防止输送机2上的事故。
另外，在本实施方式中，对于在图像内检测出单一的物品O的情况进行了说明，但取而代之，如图7所示，也能够应用于将多个物品a1、a2、a3同时配置在照相机4的视野内的情况。
即，当在图像内识别出多个物品a1、a2、a3时，可以对各物品a1、a2、a3与在不同时刻所获取的图像内的物品a1、a2、a3的同一性进行识别，并基于识别出的同一物品a1、a2、a3之间的移动距离分别计算出速度V1、V2、V3，将该速度V1、V2、V3进行平均，从而计算出搬运速度V。在该情况下，同一物品a1、a2、a3之间的移动距离利用从隔开规定的时间间隔Δt的不同时刻t1、t2、t3所获取的图像中计算出同一物品a1、a2、a3的重心的坐标位置d11、d12、d13、d22、d23、d24、d33、d34之差而求出。
在上述实施方式的机器人系统1中，利用由输送机2搬运的物品O的位置计算出输送机2的搬运速度V，但也可以通过由照相机4拍摄形成在输送机2上的标记MK，计算出输送机2的搬运速度V。作为标记MK，可以是矩形形状、圆形形状等多种形状合并后的标记。由于配置有标记MK的位置固定在照相机3能够移动的移动支架13上，因此标记MK可以沿搬运方向和与搬运方向正交的方向，隔开规定的间隔而配置，也可以随机配置。
在上述实施方式中，固定在移动支架13上的机器人3是垂直多关节型机器人，但对于由输送机2搬运的物品O进行作业的机器人，可以有各种变形。例如，机器人3可以是平面型或悬挂型等，也可以是具有托盘和将物品O放置在托盘上的机构的简易的作业装置，只要采用有任意的作业装置(作业部)即可。
在上述实施方式中，作为机器人手7对物品O进行的作业，列举了从输送机2中拿起物品O的作业的例子，但作业可以有各种变形。例如，机器人手7可以不动输送机2上的物品O，而进行焊接一些部件的作业。

Claims (9)

1.一种作业系统，其特征在于，具备：
搬运物品的搬运装置；
能够移动的移动支架；
作业部，其固定在该移动支架上，并且对由所述搬运装置搬运的所述物品进行作业；
视觉传感器，其固定在所述移动支架上，并且依次获取由所述搬运装置搬运的所述物品的视觉信息或者形成在所述搬运装置上的标记的视觉信息；
检测部，其对由该视觉传感器获取的所述视觉信息进行处理，并且依次至少检测出所述物品的位置或者所述标记的位置；
计算部，其基于由该检测部依次检测出的所述物品的位置或者所述标记的位置，计算所述搬运装置的搬运速度；以及
驱动控制部，其使用所述搬运速度使所述作业部驱动，
所述驱动控制部在所述移动支架固定在所述搬运装置的近旁之后，通过所述视觉传感器获取某一搬运位置处的所述搬运装置上的所述标记、所述物品或校准器具的图像，然后获取由所述搬运装置搬运至所述搬运位置的下游侧的所述标记、所述物品或所述校准器具的图像，并根据这两个图像，确定由所述搬运装置搬运的所述标记、所述物品或所述校准器具相对于所述视觉传感器的移动方向，并且使驱动所述作业部时所使用的跟踪坐标系的轴与确定的所述移动方向相对应。
2.根据权利要求1所述的作业系统，其特征在于，
在规定的期间在由所述视觉传感器获取的多个所述视觉信息内未检测出所述物品或者所述标记时，所述驱动控制部使用在所述规定的期间之前由所述计算部计算出的所述搬运速度，使所述作业部驱动。
3.根据权利要求1所述的作业系统，其特征在于，
所述计算部基于计算出的所述搬运速度，计算在所述搬运装置上搬运的所述物品的移动量，
所述驱动控制部使用由所述检测部检测出的所述物品的位置、以及由所述计算部计算出的所述物品的所述移动量和所述搬运速度，使所述作业部驱动，以使所述作业部在追随由所述搬运装置搬运的所述物品的同时对该物品进行作业。
4.根据权利要求2所述的作业系统，其特征在于，
所述计算部基于计算出的所述搬运速度，计算在所述搬运装置上搬运的所述物品的移动量，
所述驱动控制部使用由所述检测部检测出的所述物品的位置、以及由所述计算部计算出的所述物品的所述移动量和所述搬运速度，使所述作业部驱动，以使所述作业部在追随由所述搬运装置搬运的所述物品的同时对该物品进行作业。
5.根据权利要求1所述的作业系统，其特征在于，
所述作业系统具备通知部，在规定的期间在由所述视觉传感器获取的多个所述视觉信息内未检测出所述物品或者所述标记时，所述通知部通知所述搬运装置上的所述物品的搬运已停止或者所述搬运装置已停止。
6.根据权利要求5所述的作业系统，其特征在于，
在由所述通知部进行了通知时，所述驱动控制部中止所述作业部对所述物品进行的作业。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的作业系统，其特征在于，
所述计算部计算出多个所述物品的速度的平均值或者多个所述标记的速度的平均值，以作为所述搬运速度。
8.一种对物品的作业实施方法，其特征在于，包括：
配置步骤，将固定有作业部和视觉传感器的移动支架配置在搬运物品的搬运装置的近旁；
视觉信息获取步骤，利用固定在所述移动支架上的视觉传感器，依次获取由所述搬运装置搬运的所述物品的视觉信息、或者形成在所述搬运装置上的标记的视觉信息；
检测步骤，对由所述视觉传感器获取的所述视觉信息进行处理，并且依次至少检测出所述物品的位置或者所述标记的位置；
计算步骤，基于依次检测出的所述物品的位置或者所述标记的位置，计算所述搬运装置的搬运速度；
作业步骤，使用所述搬运速度，利用固定在该移动支架上的作业部，对由所述搬运装置搬运的所述物品进行作业；以及
坐标系设定步骤，在将所述移动支架固定在所述搬运装置的近旁之后，通过所述视觉传感器获取某一搬运位置处的所述搬运装置上的所述标记、所述物品或校准器具的图像，然后获取由所述搬运装置搬运至所述搬运位置的下游侧的所述标记、所述物品或所述校准器具的图像，控制部根据这两个图像，确定由所述搬运装置搬运的所述标记、所述物品或所述校准器具相对于所述视觉传感器的移动方向，并且使驱动所述作业部时所使用的跟踪坐标系的轴与确定的所述移动方向相对应。
9.一种机器人，其特征在于，具备：
能够移动的移动支架；
作业部，其固定在该移动支架上；
视觉传感器，其固定在该移动支架上，并且依次获取由搬运装置搬运的物品的视觉信息或者形成在所述搬运装置上的标记的视觉信息；
检测部，其对由该视觉传感器获取的所述视觉信息进行处理，并且依次至少检测出所述物品的位置或者所述标记的位置；
计算部，其基于由该检测部依次检测出的所述物品的位置或者所述标记的位置，计算所述搬运装置的搬运速度；以及
驱动控制部，其使用所述搬运速度使作业部驱动，
所述驱动控制部在所述移动支架固定在所述搬运装置的近旁之后，通过所述视觉传感器获取某一搬运位置处的所述搬运装置上的所述标记、所述物品或校准器具的图像，然后获取由所述搬运装置搬运至所述搬运位置的下游侧的所述标记、所述物品或所述校准器具的图像，并根据这两个图像，确定由所述搬运装置搬运的所述标记、所述物品或所述校准器具相对于所述视觉传感器的移动方向，并且使驱动所述作业部时所使用的跟踪坐标系的轴与确定的所述移动方向相对应。
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